城市地价空间分布图式的地统计学分析

利用地统计学分析城市地价的空间分布图式,论述了城市地价空间分布图式具有聚集分布的特征及扩散指数,指出城市地价空间分布的时序变化、各向异性及不同类型的空间分布图式关系.

基于GIS的森林调查因子地统计学分析

空间自相关性是地理学第一定律,基于GIS的地统计学分析为研究森林调查因子的空间相关性和依赖性现象提供了科学方法。紫金山国家森林公园2002年森林资源二类调查主要因子地统计学分析案例研究表明：在100~1 000 m的空间尺度上,10个调查因子存在着较为普遍的空间相关性,并且随着抽样间距的增大,空间自相关MoranI系数逐渐降低。由空间差异引起的结构方差在系统方差中占主导地位,其中海拔、坡度、坡位等立地因子结构方差的比例超过90%,其他因子超过60%。3个立地因子的空间自相关幅度较小（1 950 m）,而林龄、胸径、郁闭度等测树因子的空间自相关阈值较大（〉3 000 m）。不同半方差理论模型单位面积蓄积量内插精度分析表明：在线性、高斯、指数、圆形、球体5个半方差模型当中,指数模型决定系数最高（0.918）,相关系数最高（0.954）,剩余标准差（21.438）和平均相对误差（20.591%）最低。在5个半方差理论模型中,指数模型在拟合精度、预测精度两个方面综合性能最好,与研究地区的斑块状森林景观结构存在着密切的关系。

基于地统计学分析的渗透系数空间变异性应用研究

在对研究区域含水层实测渗透系数值分析的基础上,充分考虑了区域含水层水文地质参数各向异性的特点,采用地统计学分析方法对渗透系数进行空间变异性分析,对该区域含水层渗透系数的空间变异性特征有了一定的认识。结果表明,含水层渗透系数空间变异性主要受到含水层自身结构的影响,对数渗透系数在空间上具有明显的几何各向异性特点,区域渗透系数整体表现为由东北至西南逐渐减小的趋势,这与整个区域含水层的结构和分布特征相符。研究结果为合肥市轨道交通工程抗浮设防水位的模拟研究提供了有参考价值的水文地质参数空间分布规律。

棉蚜与瓢虫空间格局及种群时序动态耦合关系的地统计学分析

应用地统计学方法研究了南疆阿瓦提棉区的棉蚜及瓢虫的空间分布格局及其时序动态耦合规律，结果表明：大尺度下：棉蚜变程范围在6．60-24．60m，平均12．07m；块金／基台盛发期范围8．35％-49．98％，消退期在6．63％-13．90％；小尺度下：棉蚜变程范围在1．37-14．76m，平均3．525m；块金／基台范围盛发期1．32％-38．81％，消退期在0．21％-83．54％；通过种群动态分析、各向异性变异函数分析及普通克里格插值三维模拟分析，表明不同尺度下瓢虫与棉蚜有着比较典型的追随关系，但小尺度下受随机因素干扰较多，种群变化曲线有一定程度的波动。

木瓜秀粉蚧在海南扩散规律的地统计学分析

为有效控制木瓜秀粉蚧的扩散蔓延,利用地统计学方法分析木瓜秀粉蚧在海南木瓜园的空间分布规律。结果表明:木瓜秀粉蚧虫口密度高的果园,主要分布于叶片下层(成虫5头/株、幼虫4.4头/株),显著高于其它的冠层;虫口密度低的果园,叶片下层(成虫1.5头/株、幼虫1.3头/株)和中层(成虫0.9头/株、幼虫1.2头/株)显著高于顶层和果树上的虫口;5种聚集度指标分析证明,木瓜秀粉蚧在海南木瓜园呈聚集分布,聚集度随着种群密度的升高而减少;木瓜秀粉蚧平均密度4.6头/株的果园存在扩散作用,而密度1.6头/株的果园粉蚧种群仅在一个方位集中。研究结果表明,木瓜秀粉蚧在海南木瓜园的扩散分布受其种群密度影响。

浙江天童木本植物叶片性状空间变异的地统计学分析

探究叶片性状的空间变异性和环境关联性有助于我们理解植物对环境的适应策略和群落建构机制。该研究以浙江天童5 hm2大型动态样地所有胸径≥1 cm的木本植物为对象,测定了20 253株个体的单叶面积、比叶面积和叶片干物质含量,土壤总氮、总磷、总碳、p H值、体积含水率、容重和腐殖质,以及海拔、坡度和凹凸度等;并用地统计学等方法分析了叶片性状的空间变异性及其与环境因子的相关性。结果表明:1)单叶面积的空间变异最大,比叶面积次之,叶片干物质含量最小。三者在0–5.16 m空间范围内表现出较弱的空间自相关,其半变异函数的最优模型分别为高斯模型、指数模型和指数模型。2)叶片性状空间变异具有方向性,单叶面积空间变异在东北-西南方向上最大,在西北-东南方向上最小;比叶面积和叶片干物质含量的空间变异均在西北-东南方向最大,在东北-西南方向最小。3)单叶面积与地形因子显著负相关(r=–0.12,p<0.000 1);比叶面积与土壤养分显著负相关(r=–0.16,p<0.000 1),叶片干物质含量与土壤养分显著正相关(r=0.13,p<0.000 1)。4)东北-西南方向上,地形因子对单叶面积、比叶面积和叶片干物质含量空间变异的影响大于土壤养分;西北-东南方向上,地形因子对单叶面积空间变异的影响相对较大,而土壤养分对比叶面积和叶片干物质含量空间变异的影响较大。总之,在研究样地内,植物叶片性状随空间距离和方向存在很大的变异性,叶片性状与地形因子、土壤养分的关联性间接表明了环境过滤对群落构建的影响。

基于地统计学方法的农田防护林网环境场特征分析

将地统计学方法引入到农田防护林环境场的分析中,分析了辽宁省昌图县典型林网内春夏两季风速、土壤含水量、土壤温度等环境因子的空间分布特征。结果表明:1)春夏两季风速、土壤温度、土壤含水量的频率分布均基本服从正态分布,其各变异均与空间取样尺度相关,且结构性因素的影响占主要地位。2)春季风速明显大于夏季,但变异程度小于夏季;风速随着高度的增加而增大,但变异程度夏季随高度增加而减小,春季相反。春季1m高风速、春季2m高风速和夏季1m高风速的变异均可拟合为指数模型,夏季2m高风速可拟合为球状模型。空间自相关范围为春季1m高风速>夏季1m高风速>春季2m高风速>夏季2m高风速;其正相关尺度分别为春季≤200m,夏季≤128m。结构性因素所占比重为夏季2m高风速>夏季1m高风速>春季1m高风速>春季2m高风速;分维数D为夏季1m高风速<春季1m高风速<春季2m高风速<夏季2m高风速。3)春夏两季土壤温度变异均为球状模型;空间自相关范围为春季>夏季;结构性因素所占比重为夏季>春季;分维数D为夏季>春季。在中尺度内具有明显的空间相关性格局,其空间正相关性存在尺度为春季<282m、夏季<127m。4)春夏土壤水分变异均可拟合为指数模型;空间自相关范围为春季>夏季;结构性因素所占比重为夏季>春季;分维数D为春季<夏季;在中尺度上具有明显的空间相关性。春季和夏季土壤水分空间正相关尺度<100m。

三江平原耕地土壤重金属元素分布特征及影响因素的多元统计分析

地统计学和多元数据分析是讨论土壤中重金属元素来源的有效方法。对比不同地质背景区表层和深层土壤中重金属元素的含量和分布情况,可以为研究土壤中重金属元素的来源提供依据。三江平原是我国沼泽湿地分布相对集中的地区之一,属于温带湿润、半湿润大陆性季风气候,是我国重要的粮食生产基地,以农业生产为主。本次以三江平原为典型地区,从区域尺度上研究影响耕地土壤中的重金属元素分布的主要因素,分别对表层和深层土壤进行取样,计算As、Cr、Cu、Hg、Ni、Cd、Pb和Zn共8种重金属元素的最小值、最大值、中值、平均值、变异系数及富集系数。结果表明,三江平原土壤环境质量优越,表层土壤中重金属元素(除Cd外)As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均略低于深层土壤;元素富集系数均小于2,仅有个别点位的表层Cd、Hg、As富集系数存在较大的值;通过地统计学和Pearson相关性分析,在5种成土母质区域,确定了表层和深层土壤中重金属元素的主要影响因子,综合分析表明,Cr、Cu、Ni和Zn的主要物质来源于成土母质,Cd、Hg、As在部分地区可能受到人类活动的叠加影响。

广西某铅锌尾矿库区土壤中重金属Cd、Pb、Zn、Cu的分布特征及源解析

针对广西某铅锌尾矿库区周边土壤中重金属Cd、Pb、Zn、Cu的含量、分布特征及其污染源,采用地统计学分析法和正定矩阵因子分解法进行了探究。含量测定结果表明,尾矿库区土壤中4种金属含量平均值分别为19.49(Cd)、465.65(Pb)、206.58(Zn)和36.64(Cu)mg/kg,分别是广西土壤背景值的73.0(Cd)、19.4(Pb)、2.7(Zn)和1.3(Cu)倍;以农用地土壤标准计,超标率分别为100%(Cd)、43.5%(Pb)、43.5%(Zn)和26.1%(Cu),其平均含量为农用地土壤污染风险筛选值的65.0(Cd)、5.17(Pb)、1.03(Zn)和0.73(Cu)倍。重金属空间分布结果表明,Cd在尾矿库东面和南面区域含量达到20~80 mg/kg,西北方向在一定范围内由近及远呈梯级分布;Pb和Zn主要分布在东部和西部,Cu则主要分布在东面。源解析结果表明,该尾矿库区土壤中4种重金属的来源主要包括铅锌工业活动源、交通运输源和土壤母质源,各污染源的平均贡献率分别为46.34%、28.02%、25.64%。铅锌工业活动和交通运输是尾矿库区土壤重金属污染的主要来源,是污染防治措施制定和实施的主要对象。

黔中地区马尾松针阔混交林细根性状空间变异特征

【目的】细根在土壤养分、水分和碳循环中发挥着关键作用,其空间分布规律及变异特征对于表征不同生境中植物地下生长策略具有重要意义。【方法】以黔中地区马尾松纯林和马尾松-甜槠针阔混交林为研究对象,采用经典统计学和地统计学相结合的方法,分析不同林型细根性状的空间变异特征及其影响因子。【结果】1)马尾松纯林与马尾松-甜槠针阔混交林细根性状具有显著差异(P <0.01),其中根组织密度、根长密度、根体积密度、根生物量密度均表现为马尾松-甜槠针阔混交林显著高于马尾松纯林;2)两种森林类型中各细根性状主要表现为强烈的空间自相关,且细根性状的变程大小基本上表现为:马尾松纯林>马尾松-甜槠针阔混交林;3)普通Kriging插值细根性状的空间分布图表明,马尾松-甜槠针阔混交林细根空间分布较马尾松纯林空间异质性强,且高值区较多;4)不同土壤因子对细根性状各指标空间变异的影响存在差异;根长密度、根体积密度、根生物量密度的空间变异在马尾松纯林的主要解释因子为AK,而在马尾松-甜槠针阔混交林的主要解释因子则为TP和pH值。【结论】两种森林类型的细根性状指标及细根性状空间分布格局均存在显著性差异,这一差异反映了在混交林中根系获取资源的策略与竞争的优势,因此本研究结果可为该区域马尾松与阔叶树种的混交生态效益评估提供参考。

退化红壤区不同植被恢复模式的土壤养分空间分布特征

【目的】通过测定退化红壤区不同植被恢复措施下的土壤养分状况,探讨长期植被恢复对土壤养分的影响,明确其空间分布规律。【方法】在江西退化红壤森林植被恢复国家长期科研基地,按照针叶林、阔叶林、针阔混交林、自然恢复4种恢复模式,依据“均匀分布,随机布点”的原则进行取样,共测定了89个样点的土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,结合GIS和地统计学分析开展相关研究。【结果】1)不同植被恢复模式的4种土壤养分的变异系数在9.0%~56.1%之间,除了阔叶林的速效钾含量属于弱变异之外,其余均属于中等变异。自然恢复地的有效磷变异系数最大;阔叶林的速效钾变异系数最小。2)4种土壤养分在不同植被恢复模式下的含量都显著高于自然恢复地(P<0.05),针叶林、阔叶林和针阔混交林有机质含量分别比自然恢复地高113.6%、170.0%、138.8%;碱解氮含量分别比自然恢复地高74.3%、127.5%、103.7%;有效磷含量分别比自然恢复地高167.1%、102.6%、217.1%;速效钾含量分别比自然恢复地高32.6%、24.8%、40.4%。3)有机质的块金系数为12.5%,空间自相关性强烈;碱解氮、有效磷、速效钾的块金系数分别为28.4%、27.8%和30.0%,空间自相关性中等。有机质和碱解氮斑块特征显著,空间连续性较差,变程分别为0.192和0.279km;有效磷和速效钾空间连续性较好,分布比较均匀,变程分别为0.456和0.537 km。【结论】有机质和碱解氮含量表现为阔叶林>针阔混交林>针叶林>自然恢复样地;有效磷和速效钾含量表现为针阔混交林>针叶林>阔叶林>自然恢复样地。在空间区域尺度上,有机质、碱解氮斑块特征显著,低值区主要集中分布在针叶林中;有效磷、速效钾分布相较均匀,其中有效磷在研究区北部和南部地区的针阔混交林中含量最高,速效钾在研究区东部地区含量较高。在今后退化红壤区植被恢复与重建过程中,应注重营造针阔混交林。

冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变化特征

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和2007年不同,但2000年和2007年空间分布一致,说明土壤速效钾空间分布也具有一定的稳定性。【结论】整体上来说,研究区南部和东北部土壤养分含量偏高,中部含量偏低。当田块土壤物理特性有大的变动时,土壤养分的空间结构特征会受到一定影响;但当长时间田块耕作管理相对一致时,结构性因素(尤其土壤特性、气候)起主要作用。

气象观测站点稀疏地区的降水插值方法探讨——以锡林郭勒盟为例

提出了一种基于地统计学分析,在无站点分布且无周边站点影响的区域增加模拟站点的方法,对气象观测站点稀疏的地区进行降水插值.其既不完全依赖于其他自然因子与降水数据的相关性,又对原观测站点降水数据的空间变异性信息进行了补充,可作为观测站点稀疏区域插值算法改进的一个新方向.以锡林郭勒盟为例进行分析的结果表明,本方法得到的整体及局部的误差估计均小于传统插值方法,并且在空间信息上表现出更为丰富的空间变异信息.

白水河小流域退耕坡地土壤养分空间变异研究

以白水河小流域退耕坡地为研究对象,应用地统计学分析方法,分析研究区0~10 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的空间分布特征及其变异规律,探讨植被覆盖类型及其他环境因子对土壤养分空间分布的影响,为土壤养分的有效利用和管理提供理论依据。结果表明,(1)研究区SOC(Mean=18.847 g/kg)和TN(Mean=0.749 g/kg)的含量属于中等水平,TP(Mean=0.291 g/kg)和TK(Mean=3.333 g/kg)的含量则比较缺乏。各养分含量的变异系数(CV)在10%~100%之间,为中等变异性。(2)SOC拟合模型为高斯模型,TN和TK为球状模型,TP为指数模型。其中,TP和TK有强烈的空间自相关性,自相关变程范围分别为23.43 m和27.48 m,其空间变异主要由土壤母质、地形、气候等非人为的结构因素引起。SOC和TN表现为中等的空间自相关性,自相关变程范围分别为37.78 m和32.65 m,其变异是随机因素(施肥、耕作措施、种植制度等人为活动)和结构因素的共同作用。(3)各土壤养分总体呈空间连续分布的特点。不同的植被覆盖类型下土壤养分含量差异明显,植被自然恢复,人为干扰较小的灌木和樱桃+草本分布点的SOC和TN含量较高,经营管理强度较高的樱桃和樱桃+玉米分布点的SOC和TN含量较低。耕地施用磷钾肥明显提高了其TP和TK的含量。植被覆盖类型与TK的相关性不显著,说明植被对TK的分布影响较小。(4)相关性分析表明,SOC、TN、TP在土层浅薄、坡度大、岩石裸露率高的区域土壤养分含量较高,反之亦然。而TK含量的分布规律则与其他土壤养分相反,这可能与研究区施肥和土壤属性有关。不同土地利用方式施肥和种植结构的差异是引起这种空间分布特点的主要因素。

基于钻孔数据的多层DEM矿体模型建立与研究

为了建立多层DEM矿体模型,实现矿体逼真的三维可视化,使矿体的体积和土方量计算更为准确,利用宝日希勒露天矿钻孔数据,建立钻孔数据库,并对建模方法进行分析和研究,选择基于不规则三角网的层面建模方法,通过逐点插入法建立各个层面三角网,采用局部法对断层进行处理,按照矿体的空间顺序建立矿床实体模型,在建立宝日希勒露天矿体层面模型的基础上,采用C#和AE技术,实现钻孔数据的查询、放大、缩小等功能。

典型污染场地土壤农药含量的空间分布

本文以华北某农药类污染场地为研究对象,运用地统计学分析和GIS空间分析相结合的方法对研究区土壤中农药污染物的污染程度、污染物之间的相关性以及空间分布特征进行了研究。结果表明,研究区土壤中污染物组分P受母质、土壤质地等结构性因素影响,空间相关性强;对硫磷、甲拌磷、甲磺隆以及氯氰菊酯的空间相关性适中,人为因素贡献较大;研究区内农药污染严重,且污染程度、扩散方式与距离污染源的距离以及积水流动模式有关。

林分、土壤及空间因子对谷地云冷杉林叶面积指数空间异质性的影响

叶面积指数(LAI)的空间异质性对研究植物的生长状况、分布格局及其对气候变化的响应机制至关重要,然而关于不同因素对解释LAI空间变异相对贡献率的报道尚少。该研究依托小兴安岭9.12 hm^2 (380 m×240 m)谷地云冷杉林固定样地,采用LAI-2200植物冠层分析仪测定了228个小样方(20m×20m)的LAI,基于地统计学方法分析了LAI的空间异质性;测定了每个小样方的28个林分因子和10个土壤因子,利用主轴邻距法(PCNM)量化了空间因子,并采用方差分解的方法解析了林分、土壤、空间因子及其相互作用对LAI空间变异的相对贡献率。结果表明:LAI在37 m尺度内具有强烈的空间自相关,且在不同方向上LAI呈现相异的空间格局;3种因子及其相互作用共同解释了LAI空间变异的50.4%,其中空间因子的贡献率最大,单独解释了LAI空间变异的25.5%;中等树(5cm<胸径≤10cm)的密度和主要树种(冷杉(Abiesnephrolepis)和云杉(Piceaspp.))的胸高断面积均与LAI显著正相关,质量含水率与LAI显著负相关。总体来看,空间自相关对小兴安岭谷地云冷杉林LAI空间异质性的决定作用明显强于林分因子和土壤因子。